Использование топинамбура для консервации полей

Аннотация.

Пахотные земли Российской Федерации составляют 115,5 млн.га. В России серьезную проблему представляют не возделываемые поля. По разным оценкам - это 20-40 млн. га. Безусловно, это большой резерв для развития сельского хозяйства и производства при необходимости востребованных культур. Однако, если поля длительно не используются, происходит их постепенное зарастание сорняками, в том числе и карантинными: амброзией, борщевиком, кустарниками и деревьями. Введение в последующем этих полей в оборот связано с большими затратами на выкорчевывание деревьев, необходимостью многократных обработок почвы и использованием сильнодействующих гербицидов.

На основании принятого в РФ решения о консервации земель разрабатывается проект землеустройства, в котором определяются сроки консервации земель, мероприятия по предотвращению деградации земель, восстановлению плодородия почв и загрязненных территорий, очередность их проведения и стоимость, а также предложения по использованию земель после завершения указанных мероприятий. Однако технология консервации земель пока не разработана.

Ключевые слова: топинамбур, консервация, зеленая масса, севооборот.

Одной из перспективных культур, которые можно использовать для консервации полей, можно рассматривать топинамбур.

Топинамбур - уникальное растение по сбалансированности, входящих в его состав микроэлементов: железа (до 12 мг%), магния (до 30 мг%), калия (до 200 мг%), марганца (до 45 мг%), кальция (до 40 мг%), фосфора (до 500 мг%), кремния (до 8 мг%), цинка (до 500 мг%). Такое оптимальное соотношение минералов усиливает функциональную активность иммунной, эндокринной, нервной систем организма, а также улучшает показатели крови.

Топинамбур богат витаминами. В клубнях топинамбура достаточно много витамина С и витаминов группы В. Так же он содержит витамин РР и каротиноиды. Каротина в топинамбуре 60-70 мг на 1 килограмм. Топинамбур содержит большое количество органических поликислот, к которым относятся: лимонная кислота, яблочная кислота, малиновая кислота, янтарная кислота, фумаровая кислота. В комплексе с витамином С, они обладают ярко выраженными антиоксидантными свойствами. Клубни топинамбура богаты белком (3,2%, на сухое вещество). В белке топинамбура много аминокислот (16), в том числе 10 незаменимых (они не производятся организмом человека, а поступают только из пищи): аргинин, валин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин. В клубнях топинамбура самая высокая концентрация редкого природного биологически активного вещества - инулина (до 17%). Природная фруктоза, из которой состоит инулин, является уникальным сахаром, который способен участвовать в тех же обменных процессах, что и глюкоза, и полноценно замещать ее в ситуациях, когда глюкоза клетками не усваивается. Именно поэтому диетическая и лечебная ценность инулина очень велика [1, 2, 3,4].

Топинамбур можно успешно использовать в качестве фитомелиоранта при рекультивации почв вокруг промышленных зон. Его можно выращивать на землях, выведенных из сельскохозяйственного оборота при добыче угля, нефти, на бывших карьерах, на золоотвалах и промышленных свалках. Топинамбур хорошо растет в местах, где скапливаются отходы лесной и целлюлозно-бумажной промышленности. После 3...5 лет выращивания этой культуры на таких землях почва полностью восстанавливает свое плодородие. Посадка топинамбура предотвращает ветровую эрозию почвы, перенос золы и ила, создает зеленые защитные барьеры, закрепляет дамбы от размыва, уменьшает дренаж сточных вод. Топинамбур полностью выживает с поля такие сорняки, как пырей, осот, циклохему и другие. При использовании этого растения для рекультивации почв резко снижаются затраты на данную технологию с одновременным возвратом бросовых земель в сельскохозяйственное использование [1, 2, 3, 4].

Топинамбур может, в ряде случаев, составить конкуренцию борщевику, поскольку борщевик размножается только семенами и не способен к вегетативному размножению, а топинамбур, наоборот размножается в основном вегетативно. Это связано с тем, что семена топинамбура, как правило, имеют низкую всхожесть, а ряд сортов топинамбура цветут только в определенных климатических зонах [4, 5, 6, 7].

С 2008 г. по 2016 г. в Московской области проводятся работы по изучению возможностей использования топинамбура для консервации полей, выведенных из севооборота. Необходимо отметить, что, как показывает наш опыт, работы в Московской, Липецкой областях и других регионах, топинамбур эффективно вытесняет сорную растительность: синюху, пырей, вьюнок, марь белую, щирицу и др.

Опыт выращивания топинамбура течение 8 лет на полях в Московской области показал, что топинамбур дает большой выход биомассы, как зеленой массы, так и клубней.

Ещё К.А. Тимирязев относил топинамбур к одной из самых интенсивных полевых культур, способных поглощать из воздуха углерод и выделять кислород. А это путь к созданию эффективных зеленых поясов вокруг промышленных центров. Один гектар топинамбура может поглощать за год 6 тонн углекислого газа, а 1 гектар леса - 3.. .4 т [4].

Гектар посева топинамбура может сохранить пять гектаров леса. Дело в том, что мощные стебли топинамбура являются хорошим сырьем для целлюлозно-бумажной промышленности.

Топинамбур прекрасно переносит зиму и в следующий год появляются дружные всходы. Если топинамбур не убран и оставлен на следующий год он продолжает расти до морозов, постепенно переправляя пластические вещества из наземной части в клубни. Весной, если топинамбур не убран с поля, из клубней и корневищ появляются новые всходы. Топинамбур плодоносит из года в год. В процессе роста постепенно происходит самозагущение и снижение урожая клубней и зеленой массы. Клубни становятся мельче. В зависимости от климатических условий урожай снижается не равномерно. Постепенно накапливаются болезни, такие, как склеротиния, септориоз, гнили. Однако необходимо отметить, что по нашим наблюдениям происходит некоторая "самоочистка" топинамбура от болезней в зимний период. В результате воздействия низких температур, происходит естественная дезинфекция почвы и "оздоровление" новых растений. В силу высокой конкуренции между растениями в последующие годы цвет листовой пластинки немного светлеет и иногда становится светло-зеленым. Постепенно урожайность зеленой массы и клубней снижается. Если весной провести культивацию, урожайность резко возрастает в силу естественной прополки и уничтожения растений-конкурентов при культивации и снижения плотности почвы.

Таким образом, топинамбур не дает полю зарастать сорняками и деревьями. Наш 9-летний опыт выращивания топинамбура без вмешательства в его развитие показывает, что в процессе роста топинамбура почва поддерживается в хорошем состоянии и даже окультуривается за счет большой биомассы, которая ежегодно в виде стеблевой массы, клубней и корневищ попадает в почву. Кроме того, топинамбур прекрасный корм для зайцев, кроликов, косуль и кабанов.

В течение 9 лет урожайность топинамбура после снижения в два первые года вышла на определенный уровень, который определялся погодными условиями (таблица 1).

Таблица 1 - Урожайность клубней и зеленой массы многолетних посадок на 1 месте топинамбура (т/га) в зависимости от срока возделывания без уборки урожая. Коренево, М.О.

Часто возникает вопрос, как впоследствии вывести топинамбур из севооборота.

Есть три общих подхода для борьбы с топинамбуром, как сорняком: использование химических, механических средств и севооборотов. Выбор метода зависит от ряда факторов, таких как, необходимость непрерывного возделывания сельскохозяйственных культур в севообороте, затрат, географической области, доступность необходимого оборудования, плотности сорняков и других факторов.

Использование гербицидов. В севообороте важна следующая после топинамбура культура. Однодольные, следующие после топинамбура, значительно расширяют перечень гербицидов, которые можно использовать при выращивании, учитывая их селективное воздействие на сельскохозяйственные культуры. Эффективность гербицидов разная. Предвсходовое применение глифосата, как правило, изначально снижает давление сорняков, однако, при поздних всходах топинамбура эффективность гербицидов снижается. При использовании гербицидов, когда следующими посадками являются двудольные, возможности сужаются - предвсходовые гербициды, такие как глифосат или паракват, как правило, дают плохие результаты, которые зависят от плотности засоренности топинамбуром и его состояния перед обработкой. Чем глубже клубни, тем больше времени требуется для их всходов. Клубни прорастают после появления культурных растений и на них эти гербициды не подействуют.

Механическое удаление топинамбура, как предшественника, обычно требует от двух до трех своевременных запашек или скашиваний. В районах с мягкой зимой, где спящие клубни могут выжить, дополнительные обработки нужны и в следующем году.

Подсев сидеральных культур: горчицы, донника, рапса или викоовсяной смеси, пшеницы на корма может также помочь подавить топинамбур.

В начальной стадии викоовсяная смесь быстрее прорастает и, следовательно, находится в более выгодном положении.

Борьба с топинамбуром заслуживает большего внимания, потому что топинамбур является весьма конкурентоспособным растением в посевах большинства сельскохозяйственных культур. Даже при тщательной уборке урожая достаточное количество мелких клубней и столонов остаются в почве на следующий год. Кроме того, небольшой процент клубней может оставаться в состоянии покоя в почве в течение последующего посевного сезона и, в зависимости от местоположения и сорта, не прорастает до следующего года.

Выведение топинамбура из севооборота занимает, как правило, 3 года и включает использование механического скашивания зеленой массы и запашки молодых всходов. В особенности это эффективно на этапе, когда маточные клубни уже потеряли свой потенциал, а растения только всходят.

В большинстве оставшиеся в поле после уборки клубни и корневища в верхнем слое почвы от 10 до 15 см генерируют новые побеги в следующем сезоне [7]. Успешное развитие побегов, однако, уменьшается на больших глубинах клубня; например, на 25 см прорастают только 25%.

Клубни производят побеги в течение 50-60 дней. Это подземные клубни и корневища, которые делают устранение топинамбура культурными средствами или гербицидами сложным, в том, что обе подземные части могут зимовать и производить новые растения в следующем году [4].

Механическое удаление посевов топинамбура особенно эффективно в определенный период роста топинамбура, это в конце июня для средней полосы России. На рисунке 1 представлены фазы развития топинамбура, в которые наиболее эффективно механическое удаление топинамбура. После сплошной фрезерной обработки посадок к осени на поле остаются только отдельные растения топинамбура.

Рисунок 1 - Освобождение поля от топинамбура при введении его в

севооборот: фазы наиболее эффективного удаления топинамбура А, Б, В - критическая фаза

В то же время севооборот, как правило, дает полную ликвидацию сорняков топинамбура только в сочетании с гербицидами.

Проведенные опыты показывают, что топинамбур может выступать в качестве консерванта полей в течение многих лет.

Список литературы

1. Старовойтов В.И. "Инновационное развитие производства картофеля и

топинамбура на 2012-2015 годы". "Инновационное развитие производства

картофеля и топинамбура". VI форум проектов программ Союзного государства.

М., Союзное Государство. Спецвыпуск, № 12(58/1), декабрь, 2011, 56-63

2. Старовойтов В.И. Топинамбур - культура 21 века. Техника и оборудование для села № 4. 2002 г. с. 5

3. Старовойтов В.И. Технология и механизация возделывания топинамбура Материалы 1-ой Международной конференции "Растительные ресурсы для здоровья человека (возделывание, переработка, маркетинг)" 23-27 сент.2002 г. М, Сергиев - Посад. 10 с.

4. Симаков Е.А., Старовойтов В.И. и др. Книга "Картофель и топинамбур - продукты будущего" МСХ РФ, Информагротех, 2007, с. 292.

5. Kays, SJ. The physiology of yield in the sweet potato, in Sweet Potato Products: A Natural Resource of the Topics. Bouwkamp, J., Ed., CRC Press, Boca Raton, FL, 1985, pp. 79-132.

6 Milord, J.P., Cycle de developpement de deux varietes de topinambour (Helianthus tuberosus L.) en conditions naturelles. // Evolution physiologique et conservation des tubercules durant la periode hivernale, These Universite Limoges, Limoges, France, 1987.

7. Biology and chemistry of Jeruslaem artichoke : helianthus tuberosus L. / author(s), Stanley J. Kays and Stephen F. Nottingham, 2007.

Источник: Сборник материалов

Республиканской научно-практической
конференции
"ПОСТИНДУСТРИАЛЬНЫЙ МИР:
ЗЕЛЕНЫЙ РОСТ И ЗЕЛЕНАЯ ЭКОНОМИКА»
24-25 ноября 2016 года

Республика Казахстан